Ni/Zr-MOF催化剂的制备及其在生物质热解中的应用

通过均匀沉淀法制备了以锆-金属有机骨架化合物(Zr-metal organic framework,Zr-MOF)为载体的Ni/Zr-MOF催化剂,并用于湿污泥和秸秆混合催化热解实验。采用元素分析、X射线荧光光谱(XRF)、热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和N_2吸附-脱附等温(BET)对载体和催化剂进行表征分析,通过一系列实验来探讨热解温度、秸秆添加量和Ni负载量对于湿污泥和秸秆混合催化热解制备富氢合成气的影响。结果表明,Zr-MOF载体颗粒均匀呈八面体,比表面积高达805.93 m~2/g,平均孔径为20.14 nm,为介孔结构。Ni/Zr-M OF催化剂具有较高的热稳定性和催化活性。与不添加催化剂相比,使用Ni/Zr-MOF催化剂在500℃下热解,H_2的产量从0.39 mol/kg显著提高到12.65 mol/kg。随着热解温度的升高,催化剂出现团聚现象,同时在反复使用之后其表面产生了少量的积炭,导致催化剂催化活性逐渐降低。因此,Ni/Zr-MOF催化剂适用于生物质低温催化热解。     

Ni/TPC催化剂的制备、表征及在秸秆热解燃气重整中的应用

以废弃汽车外轮胎热解后的副产物轮胎热解焦（Tyre pyrolysis char，TPC）为原料，利用均匀沉淀法制备以轮胎焦为载体的负载型Ni/TPC催化剂，采用EDX、SEM、XRD、TG、BET手段对催化剂进行了表征与分析，同时使用管式炉测试了Ni/TPC催化剂在秸秆热解燃气重整中的催化性能，并考察了热解温度、保温时间、镍负载量及催化时间对秸秆热解燃气重整效果的影响。研究结果表明，TPC富含焦和金属，Ni/TPC催化剂分散均匀，热稳定性好，比表面积为62 m²/g。催化剂活性测试显示，Ni/TPC催化剂用于作物秸秆热解燃气重整具有很强的催化活性，可显著提高燃气中可燃气体含量；热解温度在750℃、保温时间10 min、30%的Ni负载量时Ni/TPC催化剂的催化效率最高，连续使用850 min后，燃气中的H₂含量仍相对提高到50%以上，长时间使用后活性结构由Ni₃ZnC_0.7转变成FeNi₃，催化活性依然较强且趋于稳定，TPC可以作为良好的新型镍基催化剂载体。     

NiO-MoO_3/γ-Al_2O_3催化剂硫化过程研究

利用TPR(程序升温还原)、TPS(程序升温硫化)及恒温还原硫化技术研究了实验室制备的NiO-MoO_3/γ-Al_2O_3催化剂在不同硫化剂(H_2S、CS_2)硫化过程中的反应情形。实验结果表明,H_2S容易硫化氧化态样品,而CS_2/H_2容易硫化还原态样品。提出了还原硫化反应机理——H_2S可以直接通过S—O交换硫化样品,CS_2/H_2需要被加氢生成H_2S,再以后者硫化样品。CS_2/H_2的硫化过程是先还原后硫化。提出了以CS_2/H_2作硫化剂的硫化程序。     

Na-PtSnCe/γ-Al_2O_3丙烷脱氢催化剂的制备和催化性能

以γ-Al2O3为载体,采用连续等体积浸渍法,制备了一系列不同Na含量的Na-PtSnCe/γ-Al2O3催化剂,结合XRD、Py-IR、H2-TPR和TEM等手段对催化剂进行了表征,讨论了催化剂表面酸性及负载组分与载体之间的相互作用。采用微型催化反应装置考察了碱金属Na助剂含量和焙烧温度对负载型Na-PtSnCe/γ-Al2O3催化剂的丙烷脱氢反应性能的影响。结果表明,Na-PtSnCe/γ-Al2O3催化剂丙烷脱氢性能优于PtSnCe/γ-Al2O3催化剂,最佳Na含量为0.2%;适量Na助剂的添加可以降低催化剂的表面酸,增强催化剂中活性组分与载体之间的界面作用,提高催化反应的稳定性和选择性;550℃焙烧的Na-PtSnCe/γ-Al2O3催化剂,Pt组分与各助剂及载体之间的相互作用得到增强,催化剂具有最佳反应稳定性和最高丙烯选择性。     

Ru-La_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂合成、表征及CO选择氧化

采用浸渍法制备系列Ru-La2O3/γ-Al2O3复合氧化物催化剂,通过XRD、H2-TPR、CO-TPR、XPS、BET等方法对催化剂进行表征,考察La2O3的加入量、预处理方法对催化剂上CO选择氧化性能的影响.结果表明,110-170℃时Ru1La6/Al2O3催化剂上CO转化率达到99%以上,氧气利用率达55.7%以上.和Ru/Al2O3相比,Ru1La6/Al2O3催化剂在较低温度具有高活性,活性温度区间变宽.适量La2O3的加入促进了活性组分在载体表面分散,提高了催化剂的活性.经氢气预处理的Ru1La6/Al2O3催化剂活性最佳,催化剂上Ru物种结合能降低,表面钌物种活性位增多,且表面晶格氧浓度增大,更有利于CO气体在催化剂表面上的氧化反应.     

Ni/TiO_2-Al_2O_3催化剂的制备及其在甘油水蒸汽重整制合成气中的应用

采用分步浸渍法制备了TiO2修饰和金属离子(M=Ce2+,La2+,Mn2+,Zr2+,Cd2+)掺杂的Ni基催化剂Catw Ni和Catw Ni/M,其结构和性能经XRD和H2-TPR表征。以甘油水蒸汽重整制合成气为探针反应,考察了TiO2修饰量(w),M,原料液配比r[V(甘油)∶V(水)]及时空速率(LHSV)对Catw Ni/M催化甘油重整反应性能的影响。结果表明:TiO2修饰可适当提高催化剂在甘油重整反应中的催化活性和合成气收率;Cat12Ni具有较佳的催化活性(甘油转化率80%)。M的掺杂是通过降低Ni与载体之间的相互作用以实现催化剂活性的提高(Cat12Ni/M可使甘油的转化率提高至94%以上);掺杂Ce和La可促进Catw Ni在重整反应过程的水气变换反应,而Mn和Cd的掺杂有利于合成气的生成。增加r和LHSV,可使甘油水蒸汽重整制合成气的收率得以提高,但不利于催化剂的稳定性能。     

NiO-La_2O_3-Al_2O_3气凝胶催化剂的制备

采用改进的溶胶 -凝胶法和超临界干燥技术制备出超细三元 Ni O- L a2 O3 - Al2 O3 气凝胶催化剂 .通过 BET、TEM、XRD、DTA、IR等物性表征 ,考察了煅烧温度和组成等对气凝胶催化剂制备的影响 .结果表明 ,此种方法制备的多元气凝胶催化剂不仅保留了氧化铝和 Ni O- Al2 O3 气凝胶的主要特征 ,而且 ,氧化镧的加入使气凝胶更易晶化 ,热稳定性更好和吸附能力更强 .这种改进的溶胶 -凝胶法和超临界干燥技术操作简单有效 ,适合要求组分之间相互作用强、分布均匀、结构热稳定性好的多组元负载催化剂的制备 .     

合成低碳混合醇耐硫催化剂MoS_2/K_2CO_3/γ-Al_2O_3制备的新方法

根据单层分散原理,设计了制备单层(或亚单层)分散型的合成低碳混合醇耐硫催化剂MoS_2/K_2CO_3/γ-Al_2O_3的新方法:先把比MoS_2易于分散的MoO_3分散到γ-Al_2O_3表面上形成单层或亚单层分散的MoO_3/γ-Al_2O_3母体,再进行硫化/还原,最后添加K_2CO_3。CO加氢反应结果证实:(1)该催化剂具有良好的抗硫性能;(2)以单个Mo原子计的活性较非单层(或亚单层)分散型的催化剂的活性成倍增加;(3)使低碳混合醇中C_2~+OH的含量增加,更符合作为汽油添加燃料的要求。     

再生处理过程对NiMo/γ-Al_2O_3工业催化剂结构及加氢性能的影响

ＮｉＭｏ／γ－Ａｌ２Ｏ３是石油加工过程中广泛采用的加氢催化剂，有关这类催化剂的制备、结构、催化机理等都进行过深入的研究［１，９，１０］．近年来，由于环境保护的要求日益严格，失活催化剂的处理已成为突出的问题，因此失活的加氢催化剂的再生利用已引起了工业界...     

Pd/γ-Al_2O_3催化剂催化氧化邻-二甲苯

利用纳米γ-Al_2O_3(10 nm)和普通γ-Al_2O_3(200-300 nm),采用浸渍法制备了1%(w)Pd/γ-Al_2O_3催化剂,考察了其催化氧化邻-二甲苯的性能以及催化剂的活性在氢气还原前后的区别。实验结果发现1%(w)Pd/γ-Al_2O_3(nano)在H_2还原后催化氧化邻-二甲苯的活性最高,T_(90)为150℃。利用X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,研究了1%(w)Pd/γ-Al_2O_3催化剂物性结构与催化性能之间的构效关系。结果表明,还原态Pd是H_2还原后催化剂催化氧化邻-二甲苯的活性物种;Pd的颗粒大小与催化剂活性有显著的关系,小粒径有利于催化剂活性提高;纳米γ-Al_2O_3载体与Pd之间的相互作用强,有利于Pd的粒径控制和分散,从而提高1%(w)Pd/γ-Al_2O_3(nano)催化剂的活性。     

NiO-Fe2O3/MD催化剂的制备及其在城市生活垃圾气化中的应用

以改性白云石(Modified Dolomite, MD)为载体,利用沉积沉淀法制备了负载型NiO-Fe₂O₃/MD催化剂,并利用XRD、SEM、TEM、BET等手段对催化剂进行了表征和分析.同时,利用双固定床反应器对NiO-Fe₂O₃/MD催化剂在城市生活垃圾气化中的催化活性和使用寿命进行了评价,并与NiO/MD催化剂进行了比较.实验结果表明,NiO-Fe₂O₃/MD催化剂为核壳式涂层结构,表面活性颗粒粒径约为37 nm,比表面积62.48 m²/g.催化剂活性测试显示,NiO-Fe₂O₃/MD催化剂用于城市生活垃圾气化具有极高的催化活性,能够显著提高产品燃气品质及燃气中的H₂含量,减少焦油的产生;相对于NiO/MD催化剂,其抗失活能力强,使用寿命长.     

Pyrolytic and catalytic conversion of rape oil into aromatic and aliphatic fractions in a fixed bed reactor on Al2O3 and Al2O3/B2O3 catalysts

In the, at present, unstable fuel market, much attention is devoted to alternative technologies for fuel production and development of alternative products of the petrochemical industry. One of the prospective sources of fuel and alternative petrochemical products is biomass, and the use of oil plants is one of the possibilities. This paper reports on a possible conversion of rapeseed oil produced in Poland into intermediate hydrocarbon fractions by pyrolysis combined with parallel catalytic conversion. The products were analysed by gas chromatography coupled with a mass detector. The process was performed in a fixed-bed reactor and was monitored by FTIR and ¹H NMR. Depending on the catalysts applied, the products contained: water, carbon oxides, hydrogen, aliphatic or aromatic hydrocarbons accompanied by some amount of C2-C5 hydrocarbons formed during the cracking process. Presented at the 35th International Conference of the Slovak Society of Chemical Engineering, Tatranské Matliare, 26–30 May 2008.     

Regeneration of Pd/Al2O3 catalysts used for tetrachloroethylene hydrodechlorination

The deactivation of the Pd/Al₂O₃ catalyst used for the hydrodechlorination of tetrachloroethylene (TTCE) is caused by both the carbonaceous deposits and by the hydrogen chloride produced in the reaction. In this work, several regeneration procedures have been tested, concluding that the best procedure is the leaching with ammonia, followed by calcinations and reduction. This procedure leads to an important recovery of the initial activity. The catalyst regenerated with this treatment is even less prone to deactivation that the fresh catalyst.     

基于改性Ni/γ-Al_2O_3催化剂的电催化甲烷水蒸气重整的研究

提出了电催化作用下甲烷水蒸气催化重整的新工艺。基于工业常规Ni基催化剂,采用等体积浸渍法,以Ni为活性组分,γ-Al_2O_3为载体,MgO、CaO为助剂,制备了Ni/γ-Al_2O_3、Ni-MgO/γ-Al_2O_3和Ni-CaO/γ-Al_2O_3催化剂,考察了电流强度、重整温度、水蒸气与甲烷的物质的量比(水碳比,S/C)对不同催化剂的CH_4转化率、H_2产率、CO选择性和催化剂稳定性的影响。结果表明,电催化工艺有着良好的普适性,电流的引入能够提升CH_4转化率、增加H_2产率,尤其在低温下电流的促进作用显著。在三种催化剂中,Ni-CaO/γ-Al_2O_3催化效果最佳,在电流为4.5 A、S/C为3、重整温度为700℃时,CH_4转化率就高达95%以上。稳定性测试表明,电流的通入还能显著提高催化剂的稳定性,延缓催化剂的积炭失活。通过对催化剂的分析表征,发现电流的通入提升了催化剂中NiO的还原程度,同时抑制了反应过程中NiC_x向石墨炭的转化,从而可延缓催化剂因积炭覆盖反应活性位点而造成的失活。     

柠檬酸络合浸渍法制备的Ag-Mn/γ-Al_2O_3-TiO_2催化剂用于丙烷催化燃烧

采用不同浸渍方法制备了系列Ag-Mn/γ-Al_2O_3-TiO_2催化剂,利用BET、XRD、TEM、XPS和H_2-TPR等技术对催化剂进行了表征,通过丙烷催化燃烧反应考察了催化性能。结果表明,与常规浸渍法相比,柠檬酸络合浸渍法促进了催化剂表面Ag与Mn颗粒的分散及加强了Ag与Mn之间的相互作用,从而提高了活性氧物种的相对含量和催化剂的低温还原性能,进而促进丙烷催化燃烧活性的提升。其中,络合浸渍法制备的Ag_1Mn_3/γ-Al_2O_3-TiO_2催化剂在263℃时丙烷转化率即可达90%。     

Ni2P和MoS2催化剂在喹啉加氢脱氮反应中的协同效应

设计实验证明了Ni₂P和MoS₂催化剂在喹啉加氢脱氮反应中存在协同效应,该协同效应能够用氢溢流遥控模型理论解释。Ni₂P//MoS₂的协同因子随反应温度升高而减小,并且略微大于相同反应条件下NiS_x//MoS₂的协同因子。Ni₂P产生的溢流氢能够提高MoS₂催化剂上加氢活性位的数量,促使Ni₂P//MoS₂催化体系增加1,2,3,4-四氢喹啉和5,6,7,8-四氢喹啉加氢生成十氢喹啉的速率,提高其脱氮活性;因此,Ni₂P对MoS₂催化剂是很好的助剂。     

NiO/γ-Al2O3催化剂中NiO与γ-Al2O3间的相互作用

利用溶胶－凝胶法制备了不同含量的 ＮｉＯ／γ－Ａｌ_２Ｏ_３催化剂,通过ＸＲＤ,ＸＰＳ和 ＴＰＲ等技术考察了制备方法、ＮｉＯ含量和焙烧温度对催化剂结构和Ｎｉ存在状态的影响,发现溶胶－凝胶法制备的催化剂活性组分ＮｉＯ与担体γ－Ａｌ_２Ｏ_３间具有强相互作用．详细地讨论了Ｎｉ物种的还原状态与以“Ｎｉ~０”为活性中心的催化反应的活性之间的关系．溶胶－凝胶法制备的催化剂经高温焙烧后,Ｎｉ以一种类尖晶石结构的固溶体形式存在,这种固溶体态尖晶石可能会抑制Ｎｉ的烧结和流失,提高催化剂的稳定性．